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JP6399486B2 - Operational amplifier circuit - Google Patents
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Description

本発明は演算増幅回路に関し、特に演算増幅回路のオフセット電圧及び1/f雑音の低減のための回路技術に関するものである。 The present invention relates to an operational amplifier circuit, and more particularly to a circuit technique for reducing the offset voltage and 1 / f noise of the operational amplifier circuit.

演算増幅回路は半導体集積回路において幅広い用途で用いられる。特に、現在は高速、低電力、コストの面から、CMOSプロセスで製造される半導体集積回路が主流であるので演算増幅回路もMOSトランジスタで構成される。 Operational amplifier circuits are used in a wide range of applications in semiconductor integrated circuits. In particular, from the viewpoint of high speed, low power, and cost, semiconductor integrated circuits manufactured by a CMOS process are mainly used at present, so that an operational amplifier circuit is also composed of MOS transistors.

MOSトランジスタの比精度に起因するオフセットや1/f雑音は、バイポーラトランジスタに比べて一般に1桁程度悪いので、低オフセット電圧で且つ低雑音の演算増幅回路の実現が難しい。 Since the offset and 1 / f noise due to the relative accuracy of the MOS transistor are generally about an order of magnitude worse than those of the bipolar transistor, it is difficult to realize a low-offset voltage and low-noise operational amplifier circuit.

この問題を解決するためにあるのが、(非特許文献1、2)や(特許文献1から5)に示すチョッパ変調技術である。 In order to solve this problem, there are chopper modulation techniques shown in (Non-Patent Documents 1 and 2) and (Patent Documents 1 to 5).

図1にチョッパ変調技術を用いた演算増幅回路を示す。演算増幅回路2の入力と出力にそれぞれチョッパ回路1と3を設けて、変調周波数FCHOPで変調動作を行う。 FIG. 1 shows an operational amplifier circuit using a chopper modulation technique. The chopper circuits 1 and 3 are provided at the input and output of the operational amplifier circuit 2, respectively, and the modulation operation is performed at the modulation frequency FCHOP.

入力信号は入力のチョッパ回路で変調されて、その変調された信号は演算増幅回路で増幅され、出力のチョッパ回路で復調される。信号の増幅は、変調された高い周波数でなされるため、演算増幅回路のオフセット電圧や1/f雑音の影響を除去できる。 The input signal is modulated by an input chopper circuit, and the modulated signal is amplified by an operational amplifier circuit and demodulated by an output chopper circuit. Since the signal is amplified at a modulated high frequency, the influence of the offset voltage of the operational amplifier circuit and 1 / f noise can be removed.

一方、演算増幅回路のオフセット電圧や1/f雑音は出力のチョッパ回路で変調周波数FCHOPとその奇数次の高調波に変調されるので、出力の低周波にはオフセット電圧や1/f雑音が現れない。 On the other hand, since the offset voltage and 1 / f noise of the operational amplifier circuit are modulated by the output chopper circuit to the modulation frequency FCHOP and its odd harmonics, the offset voltage and 1 / f noise appear at the low frequency of the output. Absent.

チョッパ変調技術を用いた演算増幅回路は、低オフセット電圧や、1/f雑音の特性を生かして様々な用途に用いられる。例えば(特許文献2から4)や(非特許文献1、2)に挙げたデルタシグマAD変換器やバンドギャップリファレンス回路などがある。 An operational amplifier circuit using a chopper modulation technique is used for various applications by utilizing the characteristics of a low offset voltage and 1 / f noise. For example, there are delta-sigma AD converters and band gap reference circuits listed in (Patent Documents 2 to 4) and (Non-Patent Documents 1 and 2).

変調された演算増幅回路のオフセット電圧や1/f雑音成分が特性上問題になる場合は、ローパスフィルタを設けて除去する必要がある。 If the modulated offset voltage of the operational amplifier circuit or the 1 / f noise component becomes a problem in terms of characteristics, it is necessary to provide a low-pass filter to remove it.

米国特許4947135US Patent 4947135 米国特許4939516US Pat. No. 4,939,516 米国特許4994805US Pat. No. 4,994,805 米国特許6462612US Pat. No. 6,462,612 米国特許7224216US Pat. No. 7,224,216

KC Hsieh, PR Gray, D. Senderowicz, and DG Messerschmidt, “A low−noise chopper−stabilized differential switched−capacitor filtering technique,” IEEE J. Solid−State Circuits, vol. SC−16, pp. 708−715, Dec. 1981.KC Hsieh, PR Gray, D.D. Senderowicz, and DG Messerschmidt, “A low-noise hopper-stabilized differential-switched-capacitor filtering technique,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-16, pp. 708-715, Dec. 1981. Sanduleanu, M.A.T., et al., “Accurate low power bandgap voltage reference in 0.5μm CMOS technology,” Electronic Letters, May 14, 1998, vol. 34 No. 10, p. 1025.Sandanenu, M.M. A. T.A. , Et al. “Accurate low power bandgap voltage reference in 0.5 μm CMOS technology,” Electronic Letters, May 14, 1998, vol. 34 No. 10, p. 1025.

チョッパ変調技術を用いた演算増幅回路では、演算増幅回路2への正相と逆相の入力および出力電圧がチョッパ回路1と3により交互に入れ替わるため、演算増幅回路2の周波数特性とスルーレートともに高い性能が要求される。 In the operational amplifier circuit using the chopper modulation technique, the input and output voltages of the normal phase and the reverse phase to the operational amplifier circuit 2 are alternately switched by the chopper circuits 1 and 3, so that both the frequency characteristic and the slew rate of the operational amplifier circuit 2 are obtained. High performance is required.

例えば入力信号が変調周波数FCHOPよりも低い周波数の正弦波である場合、演算増幅回路2の端子OUTP_IとOUTM_Iは、時間0.5/FCHOPで正弦波の最大値から最小値まで変化する必要がある。すなわち、周波数特性とスルーレートについて、増幅すべき信号に要するよりも高い値が必要になる。また、この周波数特性とスルーレートの不足は歪の原因となる。 For example, when the input signal is a sine wave having a frequency lower than the modulation frequency FCHOP, the terminals OUTP_I and OUTM_I of the operational amplifier circuit 2 need to change from the maximum value to the minimum value of the sine wave at time 0.5 / FCHOP. . That is, the frequency characteristics and the slew rate need to be higher than necessary for the signal to be amplified. In addition, the lack of frequency characteristics and slew rate causes distortion.

(特許文献5)では、チョッパ変調技術を用いた演算増幅回路を、図2の4a、4bで示すように2つ以上のセグメントに分割して、一度に状態が変化する演算増幅回路の数を減らす事で前記の周波数特性とスルーレートの影響を低減している。 (Patent Document 5) divides an operational amplifier circuit using a chopper modulation technique into two or more segments as shown by 4a and 4b in FIG. 2, and determines the number of operational amplifier circuits whose states change at a time. By reducing, the influence of the frequency characteristic and the slew rate is reduced.

例えば、4a、4bの各セグメントの比率を等しくした場合は、一度に状態が変化するのは4aまたは4bのいずれかのセグメントなので、前記の周波数特性とスルーレートの影響を半分にできる。 For example, when the ratios of the segments 4a and 4b are made equal, it is possible to halve the effects of the frequency characteristics and the slew rate because the state changes at a time in either the segment 4a or 4b.

しかし、チョッパ変調技術を用いた演算増幅回路をセグメントに分割すると、分割後の各セグメントについて統計的なばらつきが増加する。これによりセグメント間にスルーレートのミスマッチが発生して、歪を悪化させる可能性がある。また、有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズの低減方法についてはまだ改善の余地があった。 However, when the operational amplifier circuit using the chopper modulation technique is divided into segments, statistical variation increases for each segment after division. This may cause a slew rate mismatch between the segments and worsen the distortion. In addition, there is still room for improvement in the method of reducing the glitch-shaped noise caused by the finite frequency characteristics and the slew rate.

本発明の演算増幅回路は、入力信号に応じて電流を出力するN個(Nは4以上の偶数)の信号増幅ユニットと、電流を出力するM個(Mは4以上の偶数)の電流源ユニットと、信号増幅ユニットの出力電流の合計値を制限するための回路を有する。信号増幅ユニットは差動の入力信号を変調し差動の出力電流を復調するためのスイッチからなるセレクタを有し、電流源ユニットは差動の出力電流を変調するためのスイッチからなるセレクタを有し、信号増幅ユニットと電流源ユニットのオフセット及び1/f雑音を変調する。 The operational amplifier circuit according to the present invention includes N signal amplification units (N is an even number of 4 or more) that outputs current according to an input signal, and M (M is an even number of 4 or more) current sources that output current. A unit and a circuit for limiting the total output current of the signal amplification unit; The signal amplification unit has a selector consisting of a switch for modulating a differential input signal and demodulating the differential output current, and the current source unit has a selector consisting of a switch for modulating the differential output current. Then, the offset and 1 / f noise of the signal amplification unit and the current source unit are modulated.

信号増幅ユニットと電流源ユニットの変調動作に伴う状態の組み合わせの数のうち、いずれか一方を4パターン以上、もう一方を2パターン以上となるよう制御を行い、且つ1度の状態遷移で発生する信号増幅ユニットと電流源ユニットの遷移数を減らすように制御を行う。また信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移が同時に発生しないように状態遷移のタイミングをずらす、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移の周期を異なる値とするなどの制御を行う。 Of the number of combinations of states associated with the modulation operation of the signal amplifying unit and the current source unit, control is performed so that one of them is 4 patterns or more and the other is 2 patterns or more, and it occurs in one state transition. Control is performed so as to reduce the number of transitions between the signal amplification unit and the current source unit. Also, control is performed such that the state transition timing is shifted so that state transitions of the signal amplification unit and the current source unit do not occur simultaneously, and the state transition periods of the signal amplification unit and the current source unit are set to different values.

チョッパ変調技術と同様に低オフセット電圧で1/f雑音を低減した演算増幅回路を実現できる。チョッパ変調技術に比べ、1回の状態遷移あたりに変化する信号の変化量が減少するので、演算増幅回路に必要な周波数特性やスルーレートが低下し、有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズや歪を低減できる。 Similar to the chopper modulation technique, an operational amplifier circuit with a low offset voltage and reduced 1 / f noise can be realized. Compared with chopper modulation technology, the amount of change in signal that changes per state transition decreases, so the frequency characteristics and slew rate required for the operational amplifier circuit decrease, and the glitch caused by the finite frequency characteristics and slew rate Noise and distortion of the shape can be reduced.

回路のスルーレートは信号増幅ユニットの出力電流の合計値で決まるので、演算増幅回路をセグメント化する場合よりもスルーレートのミスマッチの問題を低減できる。N個の信号増幅ユニットの出力電流について、これらの加算はN個の出力端子同士を短絡することで容易に行える。M個の電流源ユニットの出力電流についても、これらの加算はM個の各出力端子同士を短絡することで容易に行える。また、出力電流を加算した後に電流入力型のゲート接地アンプなどの信号増幅手段で信号を増幅できるので、出力端子での電圧変動が小さくなり、回路に必要な周波数特性とスルーレートが低下し、周波数特性とスルーレートに起因する出力の歪を低減できる。 Since the slew rate of the circuit is determined by the total value of the output current of the signal amplification unit, the problem of slew rate mismatch can be reduced as compared with the case where the operational amplifier circuit is segmented. For the output currents of the N signal amplification units, these additions can be easily performed by short-circuiting the N output terminals. Also for the output currents of the M current source units, these additions can be easily performed by short-circuiting the M output terminals. In addition, since the signal can be amplified by a signal amplifying means such as a current input type grounded gate amplifier after adding the output current, the voltage fluctuation at the output terminal is reduced, and the frequency characteristics and slew rate required for the circuit are reduced. Output distortion caused by frequency characteristics and slew rate can be reduced.

信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移のタイミングを別々に制御できるので、状態遷移のタイミングを分散させられる。これにより1回の状態遷移あたりに変化する信号の変化量をさらに低減できるので、有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズや歪をさらに低減できる。そして、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移の周期を異なる値に設定できる。つまり信号増幅および電流源ユニットそれぞれに適切な状態遷移の周期を設定できる。 Since the state transition timing of the signal amplification unit and the current source unit can be controlled separately, the state transition timing can be distributed. As a result, the amount of change in signal that changes per state transition can be further reduced, so that glitch-shaped noise and distortion due to finite frequency characteristics and slew rate can be further reduced. Then, the state transition periods of the signal amplification unit and the current source unit can be set to different values. That is, it is possible to set an appropriate state transition period for each of the signal amplification and current source units.

実施例1を図3に示す。 Example 1 is shown in FIG.

演算増幅回路はスイッチSW11〜14、スイッチSW11B〜14B、スイッチSW21〜24、スイッチSW21B〜24Bと、トランジスタM1、M2、M1B、M2Bを有する信号増幅ユニット4つと、信号増幅ユニットから出力される電流を増幅する信号増幅手段のトランジスタMC1、MC2と、電流源IL_M、IL_Pとテイル電流源ITAILで構成されている。 The operational amplifier circuit includes switches SW11 to 14, switches SW11B to 14B, switches SW21 to 24, switches SW21B to 24B, four signal amplification units having transistors M1, M2, M1B, and M2B, and a current output from the signal amplification unit. The signal amplification means includes transistors MC1 and MC2, current sources IL_M and IL_P, and a tail current source ITAIL.

信号増幅ユニットはそれぞれ、
スイッチSW11、SW11B、SW21、SW21Bと、トランジスタM1で1回路、
スイッチSW12、SW12B、SW22、SW22Bと、トランジスタM2で1回路、
スイッチSW13、SW13B、SW23、SW23Bと、トランジスタM1Bで1回路、
スイッチSW14、SW14B、SW24、SW24Bと、トランジスタM2Bで1回路
で構成されている。便宜的に、これらの信号増幅ユニットをそれぞれ1〜4番の信号増幅ユニットと名前を付ける。
Each signal amplification unit
One circuit with the switches SW11, SW11B, SW21, SW21B and the transistor M1,
One circuit is composed of the switches SW12, SW12B, SW22, SW22B and the transistor M2.
One circuit with the switches SW13, SW13B, SW23, SW23B and the transistor M1B,
The switches SW14, SW14B, SW24, and SW24B and the transistor M2B constitute one circuit. For convenience, these signal amplification units will be named as signal amplification units 1 to 4, respectively.

スイッチSW11とSW11Bは同時に導通する事はない。
すなわち、スイッチSW11が導通しているときは、SW11Bは遮断状態で、スイッチSW11Bが導通しているときは、SW11は遮断状態である。
The switches SW11 and SW11B do not conduct at the same time.
That is, when the switch SW11 is conductive, SW11B is in a cut-off state, and when the switch SW11B is conductive, SW11 is in a cut-off state.

スイッチSW12〜14とSW12B〜14B、スイッチSW21〜24とSW21B〜24Bについても同様で、一方のスイッチが導通しているときは、もう一方のスイッチは遮断状態である。 The same applies to the switches SW12 to SW14B and SW12B to 14B, and the switches SW21 to 24 and SW21B to 24B. When one switch is conductive, the other switch is in the cut-off state.

ここで1番目の信号増幅ユニットの動作について説明する。1番目の信号増幅ユニットは、
正相の入力端子INPに入力された信号をスイッチSW11がトランジスタM1のゲート端子に伝達してSW21を介してトランジスタM1のドレイン端子とトランジスタMC1のソース端子を接続する状態1と、
逆相の入力端子INMに入力された信号をスイッチSW11BがトランジスタM1のゲート端子に伝達してSW21Bを介してトランジスタM1のドレイン端子をトランジスタMC2のソース端子に接続する状態2の2つの状態をもつ。
Here, the operation of the first signal amplification unit will be described. The first signal amplification unit is
A state 1 in which the switch SW11 transmits a signal input to the positive-phase input terminal INP to the gate terminal of the transistor M1 and connects the drain terminal of the transistor M1 and the source terminal of the transistor MC1 via the SW21;
The switch SW11B transmits the signal input to the negative-phase input terminal INM to the gate terminal of the transistor M1, and has two states of state 2 in which the drain terminal of the transistor M1 is connected to the source terminal of the transistor MC2 via the SW21B. .

残りの2から4番目の信号増幅ユニットについても同様の動作を行う。
すなわち、正相の入力端子INPに入力された信号を増幅して、出力電流をトランジスタMC1のソース端子に出力する状態1と逆相の入力端子INMに入力された信号を増幅して、出力電流をトランジスタMC2のソース端子に出力する状態2の2つの状態をもつ。
The same operation is performed for the remaining second to fourth signal amplification units.
That is, the signal input to the input terminal INP of the positive phase is amplified, the signal input to the input terminal INM opposite to the state 1 in which the output current is output to the source terminal of the transistor MC1, and the output current is amplified. Is output to the source terminal of the transistor MC2.

つまり、スイッチSW11〜14とイッチSW11B〜14Bは入力信号を変調する動作を行い、スイッチSW21〜24とスイッチSW21B〜24Bは入力信号を復調する動作を行う。 That is, the switches SW11 to 14 and the switches SW11B to 14B perform an operation for modulating the input signal, and the switches SW21 to 24 and the switches SW21B to 24B perform an operation for demodulating the input signal.

信号増幅ユニットの出力は電流なので、各信号増幅ユニットの出力の加算は信号増幅ユニットの出力端子同士を短絡することで容易に行える。 Since the output of the signal amplification unit is a current, the addition of the output of each signal amplification unit can be easily performed by short-circuiting the output terminals of the signal amplification unit.

さらに、出力電流をトランジスタMC1とMC2のソース端子に入力し、MC1とMC2をゲート接地アンプとして動作させるとMC1とMC2のソース端子のインピーダンスは低くなるため、本発明の変調動作に伴う電流源ユニットの出力端子の電圧変動を小さくできる効果があり回路動作に要求される周波数特性とスルーレートを低減できる。 Further, when the output current is input to the source terminals of the transistors MC1 and MC2 and the MC1 and MC2 are operated as a grounded gate amplifier, the impedance of the source terminals of the MC1 and MC2 becomes low. This has the effect of reducing the voltage fluctuation at the output terminal of the circuit and can reduce the frequency characteristics and slew rate required for circuit operation.

信号増幅ユニットを構成するトランジスタM1、M2、M1B、M2Bのソース端子は短絡してテイル電流源ITAILから電流を供給する。これによって、信号増幅ユニットの出力電流の合計がテイル電流源の電流量により制限される。 The source terminals of the transistors M1, M2, M1B, and M2B constituting the signal amplification unit are short-circuited to supply current from the tail current source ITAIL. As a result, the total output current of the signal amplification unit is limited by the amount of current of the tail current source.

段落(0032)より、本発明では動作中の任意の時間において1つの差動対に信号を入力しているとみなす事ができ、スルーレートは各信号増幅ユニットの状態によらずほぼ一定になるので、段落(0016)に示した演算増幅回路をセグメント化する場合のセグメント間のスルーレートのミスマッチに起因する歪の問題を軽減できる。 According to paragraph (0032), in the present invention, it can be considered that a signal is input to one differential pair at an arbitrary time during operation, and the slew rate is substantially constant regardless of the state of each signal amplification unit. Therefore, it is possible to reduce the distortion problem caused by the slew rate mismatch between segments when the operational amplifier circuit shown in paragraph (0016) is segmented.

それぞれの信号増幅ユニットが状態1と状態2である時間の割合は、オフセットと1/f雑音の変調動作の観点から、50%対50%であるのが望ましい。比率がこの値からずれるとオフセットと1/f雑音の変調の効果が低下する。 The ratio of the time during which each signal amplification unit is in the state 1 and the state 2 is preferably 50% to 50% from the viewpoint of the offset and 1 / f noise modulation operation. If the ratio deviates from this value, the effect of offset and 1 / f noise modulation is reduced.

トランジスタMC1とMC2のドレイン端子は、それぞれ逆相、正相の出力端子のOUTM、OUTPに接続する。 The drain terminals of the transistors MC1 and MC2 are connected to OUTM and OUTP, which are output terminals of opposite phase and positive phase, respectively.

出力端子OUTM、OUTPには、負荷として電流源IL_M、IL_Pを接続する。 Current sources IL_M and IL_P are connected to the output terminals OUTM and OUTP as loads.

正相の出力端子OUTPと逆相の出力端子OUTMの同相電圧を制御するために、コモンモードフィードバック回路を設けて電流源IL_M、IL_Pまたはテイル電流ITAILの電流量を調整してもよい。 In order to control the common-mode voltage of the positive-phase output terminal OUTP and the negative-phase output terminal OUTM, a common mode feedback circuit may be provided to adjust the current amount of the current source IL_M, IL_P or the tail current ITAIL.

本実施例では、トランジスタM1、M2、M1B、M2Bは等しいデバイスサイズで作り、同じバイアス状態では等しいドレイン電流が流れるように設計する場合を説明する。 In the present embodiment, a case will be described in which the transistors M1, M2, M1B, and M2B are made with the same device size and designed so that the same drain current flows in the same bias state.

図4に従来のチョッパ安定技術と同等の効果を得られるように図3の回路を制御した場合の、信号増幅ユニットの状態と出力電圧を示したタイミングチャートを示す。このタイミングチャートについて明示的に状態1と示していない部分は状態2である。 FIG. 4 shows a timing chart showing the state of the signal amplification unit and the output voltage when the circuit of FIG. 3 is controlled so as to obtain the same effect as the conventional chopper stabilization technique. The portion not explicitly shown as state 1 in this timing chart is state 2.

変調信号周期TCHOP内の1〜4番目の信号増幅ユニットの状態の組み合わせは、TCHOP/2ごとに変化する。具体的な信号増幅ユニットの状態の組み合わせは、それぞれ
状態1、1、2、2と
状態2、2、1、1の2パターンである。
The combination of the states of the first to fourth signal amplification units in the modulation signal period TCHOP changes every TCHOP / 2. Specific combinations of states of the signal amplification units are two patterns of states 1, 1, 2, and 2 and states 2, 2, 1, 1, respectively.

正相と逆相の入力端子INPとINMに等しい直流信号を印加している場合、出力端子OUTMとOUTPにはオフセットと1/f雑音が変調信号周期TCHOPの信号で変調されたものが現れる。すなわち、正相と逆相の出力端子OUTPとOUTMには時間TCHOP/2ごとに2つの状態を交互に遷移する矩形波になる。 When a DC signal equal to the positive phase and negative phase input terminals INP and INM is applied, an offset and 1 / f noise modulated by a signal of the modulation signal period TCHOP appear at the output terminals OUTM and OUTP. That is, the output terminals OUTP and OUTM of the positive phase and the negative phase are rectangular waves that alternately change between the two states every time TCHOP / 2.

加えて状態遷移のタイミングにおいては、信号増幅ユニットの有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズがOUTPとOUTMに現れる。 In addition, at the timing of state transition, glitch-shaped noise caused by the finite frequency characteristics and slew rate of the signal amplification unit appears in OUTP and OUTM.

図5に本発明を用いて、2番目と4番目の信号増幅ユニットの状態遷移のタイミングをTCHOP/4の時間遅らせた場合の、信号増幅ユニットの状態と出力電圧を示したタイミングチャートを示す。このタイミングチャートについて明示的に状態1と示していない部分は状態2である。 FIG. 5 is a timing chart showing the state of the signal amplification unit and the output voltage when the state transition timing of the second and fourth signal amplification units is delayed by TCHOP / 4 using the present invention. The portion not explicitly shown as state 1 in this timing chart is state 2.

変調信号周期TCHOP内の1〜4番目の信号増幅ユニットの状態の組み合わせは、TCHOP/4の時間ごとに変化する。具体的な信号増幅ユニットの状態の組み合わせは、それぞれ
状態1、2、2、1と
状態1、1、2、2と
状態2、1、1、2と
状態2、2、1、1の4パターンである。
The combination of the states of the first to fourth signal amplification units in the modulation signal cycle TCHOP changes every time TCHOP / 4. The specific combinations of signal amplification unit states are states 1, 2, 2, 1 and states 1, 1, 2, 2 and states 2, 1, 1, 2 and states 2, 2, 1, 1 respectively. It is a pattern.

オフセットと1/f雑音は、TCHOP/4の時間ごとに4つの状態を順番に遷移する波形に変調されるので、チョッパ変調技術と同様の効果が得られる。 Since the offset and the 1 / f noise are modulated into a waveform in which the four states transition in order every TCHOP / 4 time, the same effect as the chopper modulation technique can be obtained.

一度の状態遷移あたりの信号増幅ユニット数が従来のチョッパ変調技術に比べ半分に減少するため、状態遷移のタイミングで発生する信号増幅ユニットの有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズは減少する。 Since the number of signal amplification units per state transition is reduced by half compared to the conventional chopper modulation technology, the finite frequency characteristics of the signal amplification unit generated at the state transition timing and the glitch-shaped noise due to the slew rate are Decrease.

2番目と4番目の信号増幅ユニットの状態遷移のタイミングをTCHOP/4の時間遅らせる例を示したが、これはこの時間を厳密にTCHOP/4にする必要があると限定するものではない。 Although the example in which the timing of the state transition of the second and fourth signal amplification units is delayed by TCHOP / 4 is shown, this does not limit that the time needs to be strictly TCHOP / 4.

また、信号増幅ユニットの状態の組み合わせのパターンについて、これは組み合せの数を4に限定するものではない。4個の信号増幅ユニットのうち重複のない2個を選ぶ組み合わせは最大でC(4,2)=6通りとなりうる。 Further, regarding the combination pattern of the states of the signal amplification units, this does not limit the number of combinations to four. There can be a maximum of C (4,2) = 6 combinations for selecting two non-overlapping units among the four signal amplification units.

本実施例で示したトランジスタM1、M2、M1B、M2Bは、入力信号に応じて電流を出力する回路であれば良い。例えばトランジスタM1の前段に増幅回路を設けても良く、トランジスタM1のドレイン端子とSW21、SW21Bの間にさらにゲート接地アンプを設けても良い。回路を構成するデバイスはMOSトランジスタに限定するものではない。 The transistors M1, M2, M1B, and M2B shown in this embodiment may be any circuit that outputs a current in accordance with an input signal. For example, an amplifier circuit may be provided in front of the transistor M1, and a gate-grounded amplifier may be further provided between the drain terminal of the transistor M1 and SW21 and SW21B. Devices constituting the circuit are not limited to MOS transistors.

なお、前記のスイッチを制御する信号は、原理的には周期信号である必要はなく、ランダム信号であっても良い。前記ランダム信号は周期性の有無を問わない。 The signal for controlling the switch does not need to be a periodic signal in principle, and may be a random signal. The random signal may or may not have periodicity.

図6にスイッチを制御する信号として擬似ランダム信号を用いた場合のスイッチの状態と出力電流を示したタイミングチャートを示す。このタイミングチャートについて明示的に状態1と示していない部分は状態2である。 FIG. 6 is a timing chart showing the switch state and output current when a pseudo-random signal is used as a signal for controlling the switch. The portion not explicitly shown as state 1 in this timing chart is state 2.

1番目の信号増幅ユニットは周期TPRBSの擬似ランダム信号がHIの場合は状態1になるとして制御し、3番目の信号増幅ユニットは前記擬似ランダム信号がLOWの場合は状態1になるとして制御する。2と4番目の信号増幅ユニットはそれぞれ1と3番目の信号増幅ユニットの状態をTPRBS/16の時間だけ遅延させて制御している。 The first signal amplification unit is controlled to be in state 1 when the pseudo-random signal of period TPRBS is HI, and the third signal amplification unit is controlled to be in state 1 when the pseudo-random signal is LOW. The second and fourth signal amplifying units control the states of the first and third signal amplifying units by delaying the state of TPRBS / 16, respectively.

実施例1で示した信号増幅ユニットの数は4個に限定されるものではなく、4個以上の偶数であればよい。図7に実施例2の回路図を示す。 The number of signal amplification units shown in the first embodiment is not limited to four, and may be an even number of four or more. FIG. 7 shows a circuit diagram of the second embodiment.

実施例1の回路にスイッチSW15〜18、スイッチSW15B〜18B、スイッチSW25〜28、スイッチSW25B〜28Bと、トランジスタM3、M4、M3B、M4Bを有する信号増幅ユニット4つを加えている。 In the circuit of the first embodiment, switches SW15 to 18, switches SW15B to 18B, switches SW25 to 28, switches SW25B to 28B, and four signal amplification units having transistors M3, M4, M3B, and M4B are added.

追加した信号増幅ユニットは、それぞれ
スイッチSW15、SW15B、SW25、SW25Bと、トランジスタM3で1回路、
スイッチSW16、SW16B、SW26、SW26Bと、トランジスタM4で1回路、
スイッチSW17、SW17B、SW27、SW27Bと、トランジスタM3Bで1回路、
スイッチSW18、SW18B、SW28、SW28Bと、トランジスタM4Bで1回路
である。便宜的に、これらの信号増幅ユニットをそれぞれ5〜8番の信号増幅ユニットと名前を付ける。
The added signal amplifying unit is composed of one switch SW15, SW15B, SW25, SW25B and a transistor M3.
One circuit is composed of the switches SW16, SW16B, SW26, SW26B and the transistor M4.
One circuit is composed of the switches SW17, SW17B, SW27, SW27B and the transistor M3B.
The switches SW18, SW18B, SW28, SW28B and the transistor M4B are one circuit. For convenience, these signal amplifying units are named as signal amplifying units Nos. 5 to 8, respectively.

これらの5から8番目の信号増幅ユニットについても段落(0027)と同様の動作を行う。
すなわち、正相の入力端子INPに入力された信号を増幅して出力電流をトランジスタMC1のソース端子に出力する状態1と、逆相の入力端子INMに入力された信号を増幅して出力電流をトランジスタMC2のソース端子に出力する状態2の2つの状態をもつ。
These fifth to eighth signal amplification units perform the same operation as in paragraph (0027).
That is, the state 1 in which the signal input to the positive phase input terminal INP is amplified and the output current is output to the source terminal of the transistor MC1, and the signal input to the negative phase input terminal INM is amplified and the output current is increased. There are two states, state 2 which is output to the source terminal of the transistor MC2.

本実施例では、トランジスタM1からM4、およびM1BからM4Bは等しいデバイスサイズで作り、同じバイアス状態では等しいドレイン電流が流れるように設計する場合を説明する。 In the present embodiment, a case will be described in which the transistors M1 to M4 and M1B to M4B are made with the same device size and designed to allow the same drain current to flow in the same bias state.

図8に実施例2の信号増幅ユニットの状態と出力電圧を示したタイミングチャートを示す。このタイミングチャートについて明示的に状態1と示していない部分は状態2である。 FIG. 8 is a timing chart showing the state and output voltage of the signal amplification unit according to the second embodiment. The portion not explicitly shown as state 1 in this timing chart is state 2.

1番目の信号増幅ユニットの動作状態に対して、2から8番目の信号増幅ユニットの動作タイミングを順番にTCHOP/8ずつ遅らせる。 The operation timings of the second to eighth signal amplification units are sequentially delayed by TCHOP / 8 with respect to the operation state of the first signal amplification unit.

これにより変調信号周期TCHOP内の1〜8番目の信号増幅ユニットの状態の組み合わせは、TCHOP/8の時間ごとに変化する。具体的な信号増幅ユニットの状態の組み合わせは、それぞれ
状態1、2、2、2、 2、1、1、1 と、
状態1、1、2、2、 2、2、1、1 と、
状態1、1、1、2、 2、2、2、1 と、
状態1、1、1、1、 2、2、2、2 と、
状態2、1、1、1、 1、2、2、2 と、
状態2、2、1、1、 1、1、2、2 と、
状態2、2、2、1、 1、1、1、2 と、
状態2、2、2、2、 1、1、1、1 との8パターンである。
As a result, the combination of the states of the first to eighth signal amplification units in the modulation signal cycle TCHOP changes every TCHOP / 8 time. Specific combinations of signal amplification unit states are states 1, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, and
States 1, 1, 2, 2, 2, 2, 1, 1, and
States 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 1, and
States 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, and
States 2, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, and
States 2, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 2, and
States 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 2, and
There are 8 patterns of states 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1.

オフセットと1/f雑音は、TCHOP/8の時間ごとに8つの状態を順番に遷移する波形に変調されるので、チョッパ変調技術と同様の効果が得られる。 Since the offset and the 1 / f noise are modulated into a waveform that sequentially changes the eight states every time TCHOP / 8, the same effect as the chopper modulation technique can be obtained.

一度の状態遷移あたりの信号増幅ユニット数が従来のチョッパ変調技術に比べ1/4に減少するため、状態遷移のタイミングで発生する信号増幅ユニットの有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズも減少する。 Since the number of signal amplification units per state transition is reduced to ¼ compared with the conventional chopper modulation technique, the ridge frequency characteristics and slew rate of the signal amplification unit generated at the state transition timing Noise is also reduced.

1番目の信号増幅ユニットの動作状態に対して、2から8番目の信号増幅ユニットの動作タイミングを順番にTCHOP/8ずつ遅らせる例を示したが、これはこの時間を厳密にTCHOP/8にする必要があると限定するものではない。 The example in which the operation timing of the second to eighth signal amplification units is sequentially delayed by TCHOP / 8 with respect to the operation state of the first signal amplification unit has been shown, but this time is strictly TCHOP / 8. It is not limited to need.

また、電流IOUTM、電流IOUTPを構成する信号増幅ユニットの状態の組み合わせが8パターンの例を示したが、これは組み合わせの数を8に限定するものではない。8個の信号増幅ユニットのうち重複のない4個を選ぶ組み合わせは最大でC(8,4)=70通りとなりうる。信号増幅ユニットの数をN個とした場合の組み合わせの最大値はC(N,N/2)で決まる。 In addition, although the example in which the combinations of the states of the signal amplification units constituting the current IOUTM and the current IOUTP are eight patterns is shown, this does not limit the number of combinations to eight. A combination of selecting four non-overlapping four of the eight signal amplification units can be C (8,4) = 70. The maximum value of the combination when the number of signal amplification units is N is determined by C (N, N / 2).

実施例1と2で示した電流源IL_M、IL_Pに起因するオフセット、1/f雑音を除去するための実施例3を図9に示す。 FIG. 9 shows a third embodiment for removing the offset and 1 / f noise caused by the current sources IL_M and IL_P shown in the first and second embodiments.

実施例1の電流源IL_M、IL_Pにかえて、スイッチSW31〜34、スイッチSW31B〜34Bと、電流源IL5、IL6、IL5B、IL6Bを有する電流源ユニットを4つ有する。 Instead of the current sources IL_M and IL_P of the first embodiment, there are four current source units including switches SW31 to 34, switches SW31B to 34B, and current sources IL5, IL6, IL5B, and IL6B.

電流源ユニットはそれぞれ、
スイッチSW31、SW31Bと、電流源IL5で1回路、
スイッチSW32、SW32Bと、電流源IL6で1回路、
スイッチSW33、SW33Bと、電流源IL5Bで1回路、
スイッチSW34、SW34Bと、電流源IL6Bで1回路
で構成されている。便宜的に、これらの電流増幅ユニットをそれぞれ1〜4番の電流源ユニットと名前を付ける。
Each current source unit is
One circuit with the switches SW31 and SW31B and the current source IL5,
One circuit with the switches SW32 and SW32B and the current source IL6,
One circuit with the switches SW33 and SW33B and the current source IL5B,
The switches SW34 and SW34B and the current source IL6B are configured in one circuit. For convenience, these current amplifying units are named as current source units 1 to 4, respectively.

ここで1つの電流源ユニットの動作について説明する。1番目の電流源ユニットは、電流源IL5の電流をスイッチSW31を介して出力端子OUTMに接続する状態3と、スイッチSW31Bを介して出力端子OUTPに接続する状態4の2つの状態をもつ。 Here, the operation of one current source unit will be described. The first current source unit has two states: a state 3 in which the current of the current source IL5 is connected to the output terminal OUTM through the switch SW31, and a state 4 in which the current from the current source IL5 is connected to the output terminal OUTP through the switch SW31B.

残りの2から4番目の電流源ユニットについても同様の動作を行う。すなわち、電流源IL6、IL5B、IL6Bの電流を出力端子OUTMに接続する状態3と、電流源IL6、IL5B、IL6Bの電流を出力端子OUTPに接続する状態4の2つの状態をもつ。 The same operation is performed for the remaining second to fourth current source units. That is, there are two states: a state 3 in which the currents of the current sources IL6, IL5B, and IL6B are connected to the output terminal OUTM, and a state 4 in which the currents of the current sources IL6, IL5B, and IL6B are connected to the output terminal OUTP.

電流源ユニットの出力は電流なので、各電流源ユニットの出力の加算は電流源ユニットの出力端子同士を短絡することで容易に行える。 Since the output of the current source unit is a current, the output of each current source unit can be easily added by short-circuiting the output terminals of the current source unit.

それぞれの電流源ユニットが状態3と状態4である時間の割合は、オフセットと1/f雑音の変調動作の観点から、50%対50%であるのが望ましい。比率がこの値からずれるとオフセットと1/f雑音の変調の効果が低下する。 The percentage of time that each current source unit is in state 3 and state 4 is preferably 50% to 50% from the viewpoint of the offset and 1 / f noise modulation operations. If the ratio deviates from this value, the effect of offset and 1 / f noise modulation is reduced.

正相の出力端子OUTPと逆相の出力端子OUTMの同相電圧を制御するために、コモンモードフィードバック回路を設けて電流源IL5、IL6、IL5B、IL6Bまたはテイル電流ITAILの電流量を調整してもよい。 In order to control the common-mode voltage of the positive-phase output terminal OUTP and the negative-phase output terminal OUTM, a common mode feedback circuit may be provided to adjust the current amount of the current source IL5, IL6, IL5B, IL6B or the tail current ITAIL. Good.

本実施例では、電流源IL5、IL6、IL5B、IL6Bを等しいデバイスサイズで作り、同じバイアス状態では等しいドレイン電流が流れるように設計する場合を説明する。 In this embodiment, a case will be described in which the current sources IL5, IL6, IL5B, and IL6B are made with the same device size and designed to allow the same drain current to flow in the same bias state.

図10に信号増幅ユニット、電流源ユニットの状態のタイミングチャートを示す。
信号増幅ユニットの状態のタイミングチャートについて明示的に状態1と示していない部分は状態2であり、電流源ユニットの状態のタイミングチャートについて明示的に状態3と示していない部分は状態4である。
FIG. 10 shows a timing chart of the state of the signal amplification unit and the current source unit.
The portion not explicitly shown as state 1 in the timing chart of the state of the signal amplification unit is state 2, and the portion not explicitly shown as state 3 in the timing chart of the state of the current source unit is state 4.

1から4番目の信号増幅ユニットが状態1と状態2であるタイミングが1から4番目の電流源ユニットが状態3と状態4であるタイミングと等しい状態である。
変調信号周期TCHOP内の1〜4番目の信号増幅ユニットの状態の組み合わせは段落(0044)に示す通り4パターンであり、同様に1〜4番目の電流源ユニットの状態の具体的な組み合わせはそれぞれ
状態3、4、4、3と
状態3、3、4、4と
状態4、3、3、4と
状態4、4、3、3の4パターンである。
The timing at which the first to fourth signal amplification units are in states 1 and 2 is the same as the timing at which the first to fourth current source units are in states 3 and 4.
The combinations of the states of the first to fourth signal amplification units in the modulation signal period TCHOP are four patterns as shown in the paragraph (0044). Similarly, the specific combinations of the states of the first to fourth current source units are respectively There are four patterns of states 3, 4, 4, 3 and states 3, 3, 4, 4 and states 4, 3, 3, 4 and states 4, 4, 3, 3.

段落(0045)と同様に、電流源IL5、IL6、IL5B、IL6Bのオフセットと1/f雑音は、TCHOP/4の時間ごとに4つの状態を順番に遷移する波形に変調されるので、チョッパ変調技術と同様の効果が得られる。 As in the paragraph (0045), the offsets and 1 / f noise of the current sources IL5, IL6, IL5B, and IL6B are modulated into waveforms that sequentially transition between the four states every time TCHOP / 4. The same effect as technology can be obtained.

段落(0046)と同様に、一度の状態遷移あたりの電流源ユニット数が従来のチョッパ変調技術に比べ半分に減少するため、状態遷移のタイミングで発生する信号増幅ユニットの有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズは減少する。 As in the paragraph (0046), the number of current source units per state transition is reduced by half compared to the conventional chopper modulation technique, so that the finite frequency characteristics and slew rate of the signal amplification unit generated at the state transition timing are reduced. The glitch-shaped noise caused by the is reduced.

信号増幅ユニットの状態遷移と電流源ユニットの状態遷移が同時に発生しないよう制御する方法の例を図11に示す。信号増幅ユニットの状態のタイミングチャートについて明示的に状態1と示していない部分は状態2であり、電流源ユニットの状態のタイミングチャートについて明示的に状態3と示していない部分は状態4である。 FIG. 11 shows an example of a method for controlling so that the state transition of the signal amplification unit and the state transition of the current source unit do not occur simultaneously. The portion not explicitly shown as state 1 in the timing chart of the state of the signal amplification unit is state 2, and the portion not explicitly shown as state 3 in the timing chart of the state of the current source unit is state 4.

図11は、図10の1から4番目の電流源ユニットの動作タイミングをTCHOP/8だけ遅らせたものである。 FIG. 11 shows the operation timing of the first to fourth current source units in FIG. 10 delayed by TCHOP / 8.

これにより、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移が同時に発生しないようにできるので、従来のセグメント化された演算増幅回路を用いたチョッパ変調技術に比べて、状態遷移のタイミングで発生する信号増幅ユニットの有限の周波数特性とスルーレートに起因するグリッジ形状のノイズを低減できる。 This prevents the state transition of the signal amplification unit and the current source unit from occurring at the same time, so signal amplification that occurs at the state transition timing compared to the chopper modulation technique using the conventional segmented operational amplifier circuit The glitch-shaped noise caused by the finite frequency characteristics and slew rate of the unit can be reduced.

段落(0079)でTCHOP/8だけ動作タイミングを遅らせると記載したが、これは段落(0080)の記載のように信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移を同時に発生させないのが目的なので、動作タイミングを遅らせる量はTCHOP/8に限定されない。 The paragraph (0079) describes that the operation timing is delayed by TCHOP / 8. However, as described in the paragraph (0080), the purpose is not to cause the state transition of the signal amplification unit and the current source unit at the same time. The amount of delay is not limited to TCHOP / 8.

図11に加えて、信号増幅ユニットの状態遷移と電流源ユニットの状態遷移の周期が異なる場合の例を図12に示す。信号増幅ユニットの状態のタイミングチャートについて明示的に状態1と示していない部分は状態2であり、電流源ユニットの状態のタイミングチャートについて明示的に状態3と示していない部分は状態4である。 In addition to FIG. 11, FIG. 12 shows an example in which the period of the state transition of the signal amplification unit and the state transition of the current source unit are different. The portion not explicitly shown as state 1 in the timing chart of the state of the signal amplification unit is state 2, and the portion not explicitly shown as state 3 in the timing chart of the state of the current source unit is state 4.

図12は、図10の1から4番目の電流源ユニットの動作タイミングをTCHOP/8だけ遅らせて、さらに状態遷移の周期をTCHOPの2倍の2TCHOPとしたものであり、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移が同時に発生しないように制御している。 12 delays the operation timing of the first to fourth current source units in FIG. 10 by TCHOP / 8 and further sets the period of state transition to 2 TCHOP, which is twice TCHOP. Control is performed so that unit state transitions do not occur simultaneously.

信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移の周期、つまり変調の周波数は、従来のチョッパ変調技術と同様に1/f雑音を除去する観点から各ユニットを構成するデバイスが発する1/f雑音のコーナ周波数よりも高い周波数とするのが望ましい。
一方変調の周波数が高いと、信号増幅ユニットと電流源ユニットに要求される動作速度が高まり大面積化や消費電流増加を招くため、変調の周波数はなるべく低い方が望ましい。
The period of state transition between the signal amplifying unit and the current source unit, that is, the modulation frequency is the corner of 1 / f noise generated by the devices constituting each unit from the viewpoint of removing 1 / f noise as in the conventional chopper modulation technique. It is desirable that the frequency be higher than the frequency.
On the other hand, if the modulation frequency is high, the operation speed required for the signal amplification unit and the current source unit increases, leading to an increase in area and an increase in current consumption. Therefore, the modulation frequency is preferably as low as possible.

ここで、デバイスの種類や大きさ等により、信号増幅ユニットと電流源ユニットの1/f雑音のコーナ周波数が異なる場合、図12に示すように両者の変調の周波数を異なる値に設定できるので、段落(0080)と(0081)の考えに基づいて、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移を同時に発生させないように両者の変調の周波数を設定できる。 Here, when the corner frequency of the 1 / f noise of the signal amplification unit and the current source unit is different depending on the type and size of the device, the modulation frequency of both can be set to different values as shown in FIG. Based on the ideas of paragraphs (0080) and (0081), the modulation frequency of both can be set so that the state transition of the signal amplification unit and the current source unit does not occur simultaneously.

図12では信号増幅ユニットの状態遷移の周期が電流源ユニットの周期よりも短い例を示したが、これらの周期の大小関係は図12の例に限定するものではない。信号増幅ユニットの状態遷移の周期が電流源ユニットの周期よりも長くてもよい。 Although FIG. 12 shows an example in which the period of state transition of the signal amplification unit is shorter than the period of the current source unit, the magnitude relationship between these periods is not limited to the example of FIG. The period of state transition of the signal amplification unit may be longer than the period of the current source unit.

信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移が同時に発生しないように制御するのが望ましく、これを実現するためには信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移の動作は同期していることが望ましい。
つまり、言い換えると信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移の周期の比が自然数対自然数で表せられる事が望ましい。
It is desirable to control so that the state transitions of the signal amplification unit and the current source unit do not occur simultaneously, and in order to realize this, it is desirable that the operation of the state transitions of the signal amplification unit and the current source unit be synchronized.
That is, in other words, it is desirable that the ratio of the period of state transition between the signal amplification unit and the current source unit is expressed as a natural number versus a natural number.

電流源ユニットの数は4個に限定されず、M個(Mは4以上の偶数)であればよい。信号増幅ユニットの個数のN個と電流源ユニットの数のM個は同じである必要はなく、異なる値であってもよい。 The number of current source units is not limited to four, and may be M (M is an even number of 4 or more). The number N of signal amplification units and the number M of current source units need not be the same, and may be different values.

信号増幅ユニットの状態の組み合わせの数と、電流源ユニットの状態の組み合わせの数は同じ数である必要はなく、異なる数であってもよい。 The number of combinations of the states of the signal amplification units and the number of combinations of the states of the current source units need not be the same, and may be different.

デバイスの種類や大きさ等で決まる回路特性によっては、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態の組み合わせの数を両方とも4パターン以上にする必要はなく、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態の組み合わせの数のうちいずれか一方を2パターンとしてもよい。
また、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態の組み合わせの数がそれぞれ2パターンの場合は、段落(0046)と(0077)で示した状態遷移あたりの信号増幅ユニット数を減少させる効果は得られないが、段落(0080)と(0081)で示した信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移が同時に発生しないように動作タイミングをずらす効果と、段落(0085)で示した信号増幅ユニットと電流源ユニットの変調の周波数を異なる値に設定する効果は得られる。
Depending on the circuit characteristics determined by the type and size of the device, the number of combinations of the states of the signal amplification unit and the current source unit need not be more than 4 patterns. Any one of the numbers may be two patterns.
Further, when the number of combinations of the states of the signal amplification units and the current source units is two patterns, the effect of reducing the number of signal amplification units per state transition shown in paragraphs (0046) and (0077) cannot be obtained. Are the effects of shifting the operation timing so that state transitions of the signal amplification unit and the current source unit shown in paragraphs (0080) and (0081) do not occur simultaneously, and the signal amplification unit and the current source unit shown in paragraph (0085) The effect of setting the modulation frequency to a different value can be obtained.

段落(0038)(0057)(0073)で、信号増幅ユニットと電流源ユニットを構成するトランジスタまたは電流源について、等しいデバイスサイズで作り、同じバイアス状態では等しいドレイン電流が流れるように設計する場合を説明したが、これは本発明の信号増幅ユニットと電流源ユニットそれぞれについて流れる電流を等しく設計する事に限定するものではない。信号増幅ユニットが取りうるすべての状態の組み合わせにおいて、正相と逆相の出力端子に電流を出力するデバイスサイズの合計値が等しく、同じバイアス状態では等しい電流が流れるように設計すればよい。電流源ユニットに関しても同様である。
例えば図5のタイミングチャートにおいて、1番目と3番目の信号増幅ユニットは状態1である状態が重複せず、2番目と4番目の信号増幅ユニットは状態1である状態が重複していない。この場合、1番目から4番目の信号増幅ユニットのデバイスサイズの比率を1対2対1対2とする事で、状態1と状態2である信号増幅ユニットのデバイスサイズの比率は常に3対3となり、同じバイアス状態では正相と逆相の出力端子に等しい電流が流れる設計にできる。電流源ユニットに関しても同様である。
Paragraphs (0038), (0057), and (0073) describe the case where the transistors or current sources constituting the signal amplification unit and the current source unit are made with the same device size and designed to allow the same drain current to flow in the same bias state. However, this is not limited to designing the current flowing through the signal amplification unit and the current source unit of the present invention to be equal. What is necessary is just to design so that the total value of the device size which outputs an electric current to the output terminal of a normal phase and an anti | reverse | negative phase is equal, and the equal electric current flows in the same bias state in the combination of all the states which a signal amplification unit can take. The same applies to the current source unit.
For example, in the timing chart of FIG. 5, the first and third signal amplification units do not overlap in the state 1 state, and the second and fourth signal amplification units do not overlap in the state 1 state. In this case, by setting the device size ratio of the first to fourth signal amplification units to 1: 2: 1: 2, the ratio of the device sizes of the signal amplification units in the state 1 and state 2 is always 3: 3. Thus, in the same bias state, a design can be made in which equal current flows through the output terminals of the positive phase and the negative phase. The same applies to the current source unit.

実施例3で示した回路に信号増幅手段としてトランジスタMC3、MC4を追加し、電流源ユニットと組み合わせてカスコード電流源を構成する例を図13に示す。 FIG. 13 shows an example in which transistors MC3 and MC4 are added as signal amplification means to the circuit shown in the third embodiment, and a cascode current source is configured in combination with a current source unit.

4個の電流源ユニットと、出力端子OUTM、OUTPの間にトランジスタMC3、MC4を設け、そのゲートバイアスとしてBIAS2を印加する。 Transistors MC3 and MC4 are provided between the four current source units and the output terminals OUTM and OUTP, and BIAS2 is applied as the gate bias thereof.

信号増幅ユニット、電流源ユニットの動作は実施例3と同様である。 The operations of the signal amplification unit and the current source unit are the same as those in the third embodiment.

図13で示した実施例4の変更は、電流源ユニットの出力端子について段落(0030)、(0031)と同様な効果がある。すなわち変調動作に伴う電圧変動を小さくできる効果があり回路動作に要求される周波数特性とスルーレートを低減できる。 The modification of the fourth embodiment shown in FIG. 13 has the same effect as the paragraphs (0030) and (0031) on the output terminal of the current source unit. That is, there is an effect that voltage fluctuations associated with modulation operation can be reduced, and frequency characteristics and slew rate required for circuit operation can be reduced.

なお、信号増幅手段として用いているトランジスタMC1、MC2およびMC3、MC4について、これらは演算増幅回路の負荷によっては信号増幅の効果が小さくなるため、必ずしも必要ではない。 Note that the transistors MC1, MC2 and MC3, MC4 used as signal amplifying means are not necessarily required because the signal amplification effect is reduced depending on the load of the operational amplifier circuit.

実施例4の回路を変形する事でフォールデットカスコード構成とできる。実施例を図14に示す。 A folded cascode configuration can be obtained by modifying the circuit of the fourth embodiment. An embodiment is shown in FIG.

実施例4の回路について、4個の信号増幅ユニットにそれぞれ電流源IL1、IL2、IL1B、IL2Bを追加し、トランジスタMC1、MC2、MC3、MC4をトランジスタMC1B、MC2B、MC3B、MC4Bに置き換えている。 In the circuit of the fourth embodiment, current sources IL1, IL2, IL1B, and IL2B are respectively added to four signal amplification units, and the transistors MC1, MC2, MC3, and MC4 are replaced with transistors MC1B, MC2B, MC3B, and MC4B.

信号増幅ユニットはそれぞれ、
スイッチSW11、SW11B、SW21、SW21Bと、トランジスタM1と電流源IL1で1回路、
スイッチSW12、SW12B、SW22、SW22Bと、トランジスタM2と電流源IL2で1回路、
スイッチSW13、SW13B、SW23、SW23Bと、トランジスタM1Bと電流源IL1Bで1回路、
スイッチSW14、SW14B、SW24、SW24Bと、トランジスタM2Bと電流源IL2Bで1回路
で構成されている。
Each signal amplification unit
One circuit with the switches SW11, SW11B, SW21, SW21B, the transistor M1 and the current source IL1,
One circuit is composed of the switches SW12, SW12B, SW22, SW22B, the transistor M2, and the current source IL2.
One circuit with the switches SW13, SW13B, SW23, SW23B, the transistor M1B and the current source IL1B,
The switches SW14, SW14B, SW24, SW24B, the transistor M2B, and the current source IL2B are configured in one circuit.

これらの信号増幅ユニットの動作は、トランジスタMC1、MC2がMC1B、MC2Bに置き換わっているだけで実施例1と同様である。 The operations of these signal amplification units are the same as those in the first embodiment, except that the transistors MC1 and MC2 are replaced with MC1B and MC2B.

電流源ユニットは、電流源の出力電流の向きが電源方向かグランド方向か異なるだけで実施例4のものと同様である。これらの電流源ユニットの動作はトランジスタMC3、MC4がMC3B、MC4Bに置き換わっているだけで実施例4と同様である。 The current source unit is the same as that of the fourth embodiment except that the direction of the output current of the current source differs depending on whether it is in the power supply direction or the ground direction. The operation of these current source units is the same as that of the fourth embodiment, except that the transistors MC3 and MC4 are replaced with MC3B and MC4B.

本発明の演算増幅回路は、従来技術の演算増幅回路が使用される用途全般において、置き換えて用いる事ができる。実施例4の演算増幅回路を用いてバンドギャップリファレンス回路を構成した実施例を図15に示す。 The operational amplifier circuit of the present invention can be used in a variety of applications where the conventional operational amplifier circuit is used. FIG. 15 shows an embodiment in which a bandgap reference circuit is configured using the operational amplifier circuit of the fourth embodiment.

この実施例では、図13の回路の電流源IL5、IL6、IL5B、IL6Bにかえて、トランジスタML1、ML2、ML1B、ML2Bとした。これらトランジスタのゲート端子はOUTP端子に接続して出力を差動から単相に変換する。 In this embodiment, transistors ML1, ML2, ML1B, and ML2B are used instead of the current sources IL5, IL6, IL5B, and IL6B in the circuit of FIG. The gate terminals of these transistors are connected to the OUTP terminal to convert the output from differential to single phase.

トランジスタMOUTのゲートは出力端子OUTMと接続し、ドレインは端子BGROUTと接続する。 The gate of the transistor MOUT is connected to the output terminal OUTM, and the drain is connected to the terminal BGROUT.

端子BGROUTには抵抗RBGR1、RBGR2とRLPFの一方の端子を接続する。 One terminal of resistors RBGR1, RBGR2, and RLPF is connected to the terminal BGROUT.

抵抗RBGR1とRBGR2のもう一方の端子は、それぞれ入力端子INMとINPと接続する。入力端子INM、INPにはそれぞれD21のアノード、抵抗RBGR3の一方の端子を接続する。 The other terminals of resistors RBGR1 and RBGR2 are connected to input terminals INM and INP, respectively. The anode of D21 and one terminal of the resistor RBGR3 are connected to the input terminals INM and INP, respectively.

ダイオードD11のカソードとD12のアノードを接続、抵抗RBGR3のもう一方の端子はダイオードD11のアノードと接続する。
ダイオードD21のカソードとD22のアノードを接続してダイオードD12とD22のカソードはグランド端子に接続する。
The cathode of the diode D11 and the anode of D12 are connected, and the other terminal of the resistor RBGR3 is connected to the anode of the diode D11.
The cathode of the diode D21 and the anode of D22 are connected, and the cathodes of the diodes D12 and D22 are connected to the ground terminal.

抵抗RLPFのもう一方の端子は容量CLPFと接続、容量CLPFのもう一方の端子はグランド端子と接続することでローパスフィルタを構成し、その出力は端子LPFOUTである。 The other terminal of the resistor RLPF is connected to the capacitor CLPF, and the other terminal of the capacitor CLPF is connected to the ground terminal to constitute a low-pass filter, and its output is a terminal LPFOUT.

回路動作により入力端子INPとINMが等しくなるようにフィードバックがかかる。抵抗RBGR1とRBGR2の値が等しく、ダイオードD11とD12のサイズが等しく、D21、D22のサイズが等しくて、D11のサイズがD21のA倍だとして、D21の順方向電圧をVF、ダイオードの熱電圧をVtとすると、端子BGROUTの電圧は2*(VF+(RBGR1/RBGR3)*Vt*ln(A))で表せる。 Feedback is applied so that the input terminals INP and INM are equalized by the circuit operation. Assume that the values of resistors RBGR1 and RBGR2 are equal, the sizes of diodes D11 and D12 are equal, the sizes of D21 and D22 are equal, and the size of D11 is A times D21. Is Vt, the voltage of the terminal BGROUT can be expressed by 2 * (VF + (RBGR1 / RBGR3) * Vt * ln (A)).

トランジスタM11、M12、M11B、M12Bと、トランジスタML1、ML2、ML1B、ML2Bのオフセット及び1/f雑音は変調されるため、端子BGROUTに現れる演算増幅回路のオフセット電圧や1/f雑音は低減される。 Since the offset and 1 / f noise of the transistors M11, M12, M11B, and M12B and the transistors ML1, ML2, ML1B, and ML2B are modulated, the offset voltage and 1 / f noise of the operational amplifier circuit appearing at the terminal BGROUT are reduced. .

変調された前記のオフセット電圧及び1/f雑音は前記のローパスフィルタで低減できる。
The modulated offset voltage and 1 / f noise can be reduced by the low-pass filter.

従来のチョッパ変調技術の説明図Illustration of conventional chopper modulation technology チョッパ変調技術を用いた演算増幅回路をセグメント化した従来技術の説明図Explanatory drawing of conventional technology with segmented operational amplifier circuit using chopper modulation technology 実施例1の回路図Circuit diagram of Example 1 従来のチョッパ変調技術を用いた場合の、信号増幅ユニットの状態と出力電圧を示したタイミングチャートTiming chart showing signal amplification unit status and output voltage when using conventional chopper modulation technology 実施例1の、信号増幅ユニットの状態と出力電圧を示したタイミングチャートThe timing chart which showed the state of the signal amplification unit and output voltage of Example 1 スイッチを制御する信号として擬似ランダム信号を用いた場合の信号増幅ユニットの状態と出力電圧を示したタイミングチャートTiming chart showing the state and output voltage of the signal amplification unit when using a pseudo-random signal as a signal to control the switch 実施例2の回路図Circuit diagram of Example 2 実施例2の、信号増幅ユニットの状態と出力電圧を示したタイミングチャートThe timing chart which showed the state of the signal amplification unit and output voltage of Example 2 実施例3の回路図Circuit diagram of Example 3 実施例3の、信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態を示したタイミングチャートThe timing chart which showed the state of the signal amplification unit and current source unit of Example 3 図10に対して信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移タイミングをTCHOP/8ずらした場合を示したタイミングチャートFIG. 10 is a timing chart showing a case where the state transition timings of the signal amplification unit and the current source unit are shifted by TCHOP / 8. 図10に対して信号増幅ユニットと電流源ユニットの状態遷移タイミングをTCHOP/8ずらして、且つ両者の状態遷移周期が異なる場合を示したタイミングチャートFIG. 10 is a timing chart showing a case where the state transition timings of the signal amplification unit and the current source unit are shifted by TCHOP / 8 and the state transition periods of the two are different. 実施例4の回路図Circuit diagram of Example 4 実施例5の回路図Circuit diagram of Example 5 実施例6の回路図、実施例4の回路を用いたバンドギャップリファレンスの回路図Circuit diagram of Example 6 and circuit diagram of a bandgap reference using the circuit of Example 4

1、1b 入力のチョッパ回路
2、2b 演算増幅回路
3、3b 出力のチョッパ回路
4a、4b セグメント化されたチョッパ変調の機能を有する演算増幅回路
FCHOP 変調周波数

INP 正相の入力端子
INM 逆相の入力端子
SW11〜18 正相の入力端子INPと、トランジスタM1〜4、M1B〜4Bのゲートを接続するスイッチ
SW11B〜18B 逆相の入力端子INMと、トランジスタM1〜4、M1B〜4Bのゲートを接続するスイッチ
M1〜4 トランジスタ
M1B〜4B トランジスタ
OUTP 正相の出力端子
OUTM 逆相の出力端子
SW21〜28 トランジスタM1〜4、M1B〜4Bのドレインに接続するスイッチ
SW21B〜28B トランジスタM1〜4、M1B〜4Bのドレインに接続するスイッチ

IOUTP 正相の出力端子の電流経路に流れる電流
IOUTM 逆相の出力端子の電流経路に流れる電流

TCHOP 変調信号周期
TPRBS 擬似ランダム信号周期

ITAIL テイル電流源
IL_P 電流源
IL_M 電流源

IL5、6 電流源
IL5B、6B 電流源

SW31〜34 電流源IL5、6、IL5B、6Bに接続するスイッチ
SW31B〜34B 電流源IL5、6、IL5B、6Bに接続するスイッチ

ML1、2 トランジスタ
ML1B、2B トランジスタ

MC1〜4 トランジスタ
BIAS2 トランジスタMC1とMC2のバイアス端子
BIAS3 トランジスタMC3とMC4のバイアス端子

MC1B〜4B トランジスタ
BIAS2B トランジスタMC1BとMC2Bのバイアス端子
BIAS3B トランジスタMC3BとMC4Bのバイアス端子

BGROUT バンドギャップリファレンス回路の出力
LPFOUT ローパスフィルタの出力
MOUT ゲート端子が出力端子OUTMに、ドレイン端子がBGROUTに接続されたトランジスタ
RBGR1 バンドギャップリファレンス回路を構成する抵抗
RBGR2 バンドギャップリファレンス回路を構成する抵抗
RBGR3 バンドギャップリファレンス回路を構成する抵抗
D11 バンドギャップリファレンス回路を構成するダイオード
D12 バンドギャップリファレンス回路を構成するダイオード
D21 バンドギャップリファレンス回路を構成するダイオード
D22 バンドギャップリファレンス回路を構成するダイオード
RLPF ローパスフィルタを構成する抵抗
CLPF ローパスフィルタを構成する容量
1, 1b input chopper circuit 2, 2b operational amplifier circuit 3, 3b output chopper circuit 4a, 4b operational amplifier circuit having function of segmented chopper modulation FCHOP modulation frequency

INP Positive-phase input terminal INM Reverse-phase input terminal SW11-18 SW-switch SW11B-18B connecting the positive-phase input terminal INP and the gates of transistors M1-4, M1B-4B, and negative-phase input terminal INM, transistor M1 -4, switches M1-4 for connecting the gates of M1B-4B, transistors M1B-4B, transistor OUTP, positive phase output terminal OUTM, reverse phase output terminal SW21-28, and switches SW21B connected to the drains of transistors M1-4, M1B-4B ~ 28B Switches connected to the drains of transistors M1-4, M1B-4B

IOUTP Current flowing in the current path of the positive phase output terminal IOUTM Current flowing in the current path of the negative phase output terminal

TCHOP modulation signal period TPRBS pseudo-random signal period

ITAIL tail current source IL_P current source IL_M current source

IL5, 6 Current source IL5B, 6B Current source

SW31-34 Switches SW31B-34B connected to current sources IL5, 6, IL5B, 6B Switches connected to current sources IL5, 6, IL5B, 6B

ML1, 2 transistor ML1B, 2B transistor

MC1-4 Transistors BIAS2 Bias terminals BIAS3 of transistors MC1 and MC2 Bias terminals of transistors MC3 and MC4

MC1B to 4B Transistor BIAS2B Bias terminal BIAS3B of transistors MC1B and MC2B Bias terminal of transistors MC3B and MC4B

BGROUT Output of band gap reference circuit LPFOUT Output of low pass filter MOUT Transistor RBGR1 whose gate terminal is connected to output terminal OUTM and drain terminal is connected to BGROUT RBGR2 which constitutes a bandgap reference circuit Resistor RBGR3 which constitutes a bandgap reference circuit Resistor D11 constituting the gap reference circuit Diode D12 constituting the band gap reference circuit Diode D21 constituting the band gap reference circuit Diode D22 constituting the band gap reference circuit Diode RLPF constituting the band gap reference circuit Resistor constituting the low pass filter CLPF Capacitor constituting low-pass filter

Claims (14)

第1の入力端子と第2の入力端子の差動の信号を変調し
前記の変調された差動の信号を増幅し復調して第1の出力端子と第2の出力端子に出力する差動増幅回路を有し、
前記差動増幅回路は第1、第2の入力端子に入力された信号を第1のセレクタで選択して増幅して出力電流を生成し
第2のセレクタで前記の出力電流の出力先として第1、第2の出力端子を選択する信号増幅ユニットをN個(Nは4以上の偶数)
前記N個の信号増幅ユニットが出力できる電流の合計値を制限する回路
前記第1の出力端子に電流を供給する第1の電流源
前記第2の出力端子に電流を供給する第2の電流源を有し、
前記N個の信号増幅ユニットにおいて
第1のセレクタは第1の入力端子を選択し第2のセレクタは第1の出力端子を選択した状態1と
第1のセレクタは第2の入力端子を選択し第2のセレクタは第2の出力端子を選択した状態2の
2つの状態を切り替えるための信号増幅ユニット用制御信号をN個有し、
前記N個の信号増幅ユニット用制御信号は第1の周期で周期的に変化し、
前記N個の信号増幅ユニットの状態1と状態2のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする演算増幅回路
Modulate the differential signal of the first input terminal and the second input terminal
A differential amplifier circuit that amplifies and demodulates the modulated differential signal and outputs the amplified differential signal to the first output terminal and the second output terminal;
The differential amplifier circuit selects and amplifies a signal input to the first and second input terminals by a first selector to generate an output current, and a second selector outputs the output current as a destination of the output current. 1, a circuit of N signal amplification unit to select the second output terminal (N is an even number of 4 or more) and <br/> the N signal amplification unit to limit the total value of current that can be output <br /> and a second current source for supplying a current to the first of the first supply current to the output terminal of the current source and <br/> said second output terminal,
In the N signal amplification units, the first selector selects the first input terminal, the second selector selects the first output terminal, and the first selector selects the second input terminal. The second selector has N signal amplification unit control signals for switching between the two states of the state 2 in which the second output terminal is selected,
The N signal amplification unit control signals periodically change in a first period,
The operational amplifier circuit characterized in that the number of states 1 and 2 in the N signal amplification units is four or more patterns
第1の入力端子と第2の入力端子の差動の信号を変調し
前記の変調された差動の信号を増幅し復調して第1の出力端子と第2の出力端子に出力する差動増幅回路を有し、
前記差動増幅回路は第1、第2の入力端子に入力された信号を第1のセレクタで選択して増幅して出力電流を生成し
第2のセレクタで前記の出力電流を信号増幅手段1または信号増幅手段2を介して第1または第2の出力端子に出力するよう選択する信号増幅ユニットをN個
前記N個の信号増幅ユニットが出力できる電流の合計値を制限する回路
前記第1の出力端子に電流を供給する第1の電流源
前記第2の出力端子に電流を供給する第2の電流源を有し、
前記N個の信号増幅ユニットにおいて
第1のセレクタは第1の入力端子を選択し第2のセレクタは第1の出力端子を選択した状態1と
第1のセレクタは第2の入力端子を選択し第2のセレクタは第2の出力端子を選択した状態2の
2つの状態を切り替えるための信号増幅ユニット用制御信号をN個有し、
前記N個の信号増幅ユニット用制御信号は第1の周期で周期的に変化し、
前記N個の信号増幅ユニットの状態1と状態2のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする演算増幅回路
Modulate the differential signal of the first input terminal and the second input terminal
A differential amplifier circuit that amplifies and demodulates the modulated differential signal and outputs the amplified differential signal to the first output terminal and the second output terminal;
The differential amplifier circuit selects and amplifies the signals input to the first and second input terminals by the first selector to generate an output current, and the second selector converts the output current to the signal amplifying means 1. Alternatively, the number of signal amplifying units selected to be output to the first or second output terminal via the signal amplifying means 2 is N and the total value of currents that can be output from the N signal amplifying units is limited. and a circuit with <br/> second current source for supplying a current to the first current source and <br/> said second output terminal for supplying a current to said first output terminal,
In the N signal amplification units, the first selector selects the first input terminal, the second selector selects the first output terminal, and the first selector selects the second input terminal. The second selector has N signal amplification unit control signals for switching between the two states of the state 2 in which the second output terminal is selected,
The N signal amplification unit control signals periodically change in a first period,
The operational amplifier circuit characterized in that the number of states 1 and 2 in the N signal amplification units is four or more patterns
前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個(Mは4以上の偶数)有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の
2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が2パターン以上である
事を特徴とする請求項1、2のいずれかに記載の演算増幅回路
As the first and second current sources, there are M current source units (M is an even number of 4 or more) having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector. And
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
The operational amplifier circuit according to claim 1, wherein the number of combinations of the state 3 and the state 4 of the M current source units is two or more patterns.
前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第1の出力端子の間には信号増幅手段3を有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第2の出力端子の間には信号増幅手段4を有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の
2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が2パターン以上である
事を特徴とする請求項1、2のいずれかに記載の演算増幅回路
As the first and second current sources, M current source units having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector are provided.
Between the third selector and the first output terminal of the current source unit, there is a signal amplification means 3,
Between the third selector and the second output terminal of the current source unit, there is signal amplification means 4;
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
3. The operational amplifier circuit according to claim 1, wherein the number of combinations of the state 3 and the state 4 of the M current source units is two or more patterns.
前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の
2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする請求項1、2のいずれかに記載の演算増幅回路
As the first and second current sources, M current source units having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector are provided.
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
The operational amplifier circuit according to claim 1, wherein the number of combinations of the state 3 and the state 4 of the M current source units is 4 patterns or more.
前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第1の出力端子の間には信号増幅手段3を有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第2の出力端子の間には信号増幅手段4を有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする請求項1、2のいずれかに記載の演算増幅回路
As the first and second current sources, M current source units having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector are provided.
Between the third selector and the first output terminal of the current source unit, there is a signal amplification means 3,
Between the third selector and the second output terminal of the current source unit, there is signal amplification means 4;
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
The operational amplifier circuit according to claim 1, wherein the number of combinations of the state 3 and the state 4 of the M current source units is four or more patterns.
第1の入力端子と第2の入力端子の差動の信号を変調し
前記の変調された差動の信号を増幅し復調して第1の出力端子と第2の出力端子に出力する差動増幅回路を有し、
前記差動増幅回路は第1、第2の入力端子に入力された信号を第1のセレクタで選択して増幅して出力電流を生成し
第2のセレクタで前記の出力電流の出力先として第1、第2の出力端子を選択する信号増幅ユニットをN個
前記N個の信号増幅ユニットが出力できる電流の合計値を制限する回路
前記第1の出力端子に電流を供給する第1の電流源
前記第2の出力端子に電流を供給する第2の電流源を有し、
前記N個の信号増幅ユニットにおいて
第1のセレクタは第1の入力端子を選択し第2のセレクタは第1の出力端子を選択した状態1と
第1のセレクタは第2の入力端子を選択し第2のセレクタは第2の出力端子を選択した状態2の
2つの状態を切り替えるための信号増幅ユニット用制御信号をN個有し、
前記N個の信号増幅ユニット用制御信号は第1の周期で周期的に変化し、
前記N個の信号増幅ユニットの状態1と状態2のくみあわせの数が2パターン以上であり、

前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の
2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする演算増幅回路
Modulate the differential signal of the first input terminal and the second input terminal
A differential amplifier circuit that amplifies and demodulates the modulated differential signal and outputs the amplified differential signal to the first output terminal and the second output terminal;
The differential amplifier circuit selects and amplifies a signal input to the first and second input terminals by a first selector to generate an output current, and a second selector outputs the output current as a destination of the output current. 1, <br/> with the circuit a signal amplification unit to select the second output terminal and the N <br/> the N signal amplification unit to limit the total value of current that can be output the first output terminal and a second current source for supplying a current to the first current source and <br/> said second output terminal for supplying a current to,
In the N signal amplification units, the first selector selects the first input terminal, the second selector selects the first output terminal, and the first selector selects the second input terminal. The second selector has N signal amplification unit control signals for switching between the two states of the state 2 in which the second output terminal is selected,
The N signal amplification unit control signals periodically change in a first period,
The number of combined states 1 and 2 of the N signal amplification units is two or more patterns,

As the first and second current sources, M current source units having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector are provided.
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
The operational amplifier circuit characterized in that the number of combined states 3 and 4 of the M current source units is four or more patterns
第1の入力端子と第2の入力端子の差動の信号を変調し
前記の変調された差動の信号を増幅し復調して第1の出力端子と第2の出力端子に出力する差動増幅回路を有し、
前記差動増幅回路は第1、第2の入力端子に入力された信号を第1のセレクタで選択して増幅して出力電流を生成し
第2のセレクタで前記の出力電流の出力先として第1、第2の出力端子を選択する信号増幅ユニットをN個
前記N個の信号増幅ユニットが出力できる電流の合計値を制限する回路
前記第1の出力端子に電流を供給する第1の電流源
前記第2の出力端子に電流を供給する第2の電流源を有し、
前記N個の信号増幅ユニットにおいて
第1のセレクタは第1の入力端子を選択し第2のセレクタは第1の出力端子を選択した状態1と
第1のセレクタは第2の入力端子を選択し第2のセレクタは第2の出力端子を選択した状態2の
2つの状態を切り替えるための信号増幅ユニット用制御信号をN個有し、
前記N個の信号増幅ユニット用制御信号は第1の周期で周期的に変化し、
前記N個の信号増幅ユニットの状態1と状態2のくみあわせの数が2パターン以上であり、

前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第1の出力端子の間には信号増幅手段3を有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第2の出力端子の間には信号増幅手段4を有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする演算増幅回路

Modulate the differential signal of the first input terminal and the second input terminal
A differential amplifier circuit that amplifies and demodulates the modulated differential signal and outputs the amplified differential signal to the first output terminal and the second output terminal;
The differential amplifier circuit selects and amplifies a signal input to the first and second input terminals by a first selector to generate an output current, and a second selector outputs the output current as a destination of the output current. 1, <br/> with the circuit a signal amplification unit to select the second output terminal and the N <br/> the N signal amplification unit to limit the total value of current that can be output the first output terminal and a second current source for supplying a current to the first current source and <br/> said second output terminal for supplying a current to,
In the N signal amplification units, the first selector selects the first input terminal, the second selector selects the first output terminal, and the first selector selects the second input terminal. The second selector has N signal amplification unit control signals for switching between the two states of the state 2 in which the second output terminal is selected,
The N signal amplification unit control signals periodically change in a first period,
The number of combined states 1 and 2 of the N signal amplification units is two or more patterns,

As the first and second current sources, M current source units having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector are provided.
Between the third selector and the first output terminal of the current source unit, there is a signal amplification means 3,
Between the third selector and the second output terminal of the current source unit, there is signal amplification means 4;
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
The operational amplifier circuit characterized in that the number of combined states 3 and 4 of the M current source units is four or more patterns

第1の入力端子と第2の入力端子の差動の信号を変調し
前記の変調された差動の信号を増幅し復調して第1の出力端子と第2の出力端子に出力する差動増幅回路を有し、
前記差動増幅回路は第1、第2の入力端子に入力された信号を第1のセレクタで選択して増幅して出力電流を生成し
第2のセレクタで前記の出力電流を信号増幅手段1または信号増幅手段2を介して第1または第2の出力端子に出力するよう選択する信号増幅ユニットをN個
前記N個の信号増幅ユニットが出力できる電流の合計値を制限する回路
前記第1の出力端子に電流を供給する第1の電流源
前記第2の出力端子に電流を供給する第2の電流源を有し、
前記N個の信号増幅ユニットにおいて
第1のセレクタは第1の入力端子を選択し第2のセレクタは第1の出力端子を選択した状態1と
第1のセレクタは第2の入力端子を選択し第2のセレクタは第2の出力端子を選択した状態2の
2つの状態を切り替えるための信号増幅ユニット用制御信号をN個有し、
前記N個の信号増幅ユニット用制御信号は第1の周期で周期的に変化し、
前記N個の信号増幅ユニットの状態1と状態2のくみあわせの数が2パターン以上であり、

前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の
2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする演算増幅回路
Modulate the differential signal of the first input terminal and the second input terminal
A differential amplifier circuit that amplifies and demodulates the modulated differential signal and outputs the amplified differential signal to the first output terminal and the second output terminal;
The differential amplifier circuit selects and amplifies the signals input to the first and second input terminals by the first selector to generate an output current, and the second selector converts the output current to the signal amplifying means 1. Alternatively, the number of signal amplifying units selected to be output to the first or second output terminal via the signal amplifying means 2 is N and the total value of currents that can be output from the N signal amplifying units is limited. and a circuit with <br/> second current source for supplying a current to the first current source and <br/> said second output terminal for supplying a current to said first output terminal,
In the N signal amplification units, the first selector selects the first input terminal, the second selector selects the first output terminal, and the first selector selects the second input terminal. The second selector has N signal amplification unit control signals for switching between the two states of the state 2 in which the second output terminal is selected,
The N signal amplification unit control signals periodically change in a first period,
The number of combined states 1 and 2 of the N signal amplification units is two or more patterns,

As the first and second current sources, M current source units having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector are provided.
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
The operational amplifier circuit characterized in that the number of combined states 3 and 4 of the M current source units is four or more patterns
第1の入力端子と第2の入力端子の差動の信号を変調し
前記の変調された差動の信号を増幅し復調して第1の出力端子と第2の出力端子に出力する差動増幅回路を有し、
前記差動増幅回路は第1、第2の入力端子に入力された信号を第1のセレクタで選択して増幅して出力電流を生成し
第2のセレクタで前記の出力電流を信号増幅手段1または信号増幅手段2を介して第1または第2の出力端子に出力するよう選択する信号増幅ユニットをN個
前記N個の信号増幅ユニットが出力できる電流の合計値を制限する回路
前記第1の出力端子に電流を供給する第1の電流源
前記第2の出力端子に電流を供給する第2の電流源を有し、
前記N個の信号増幅ユニットにおいて
第1のセレクタは第1の入力端子を選択し第2のセレクタは第1の出力端子を選択した状態1と
第1のセレクタは第2の入力端子を選択し第2のセレクタは第2の出力端子を選択した状態2の
2つの状態を切り替えるための信号増幅ユニット用制御信号をN個有し、
前記N個の信号増幅ユニット用制御信号は第1の周期で周期的に変化し、
前記N個の信号増幅ユニットの状態1と状態2のくみあわせの数が2パターン以上であり、

前記第1、第2の電流源として、電流を第3のセレクタで第1、第2の出力端子に選択して出力する機能を有する電流源ユニットをM個有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第1の出力端子の間には信号増幅手段3を有し、
前記電流源ユニットの第3のセレクタと第2の出力端子の間には信号増幅手段4を有し、
前記電流源ユニットにおいて第3のセレクタは第1の出力端子を選択した状態3と、第2の出力端子を選択した状態4の2つの状態を切り替えるための電流源ユニット用制御信号をM個有し、
前記M個の電流源ユニット用制御信号は第2の周期で周期的に変化し、
前記M個の電流源ユニットの状態3と状態4のくみあわせの数が4パターン以上である
事を特徴とする演算増幅回路


Modulate the differential signal of the first input terminal and the second input terminal
A differential amplifier circuit that amplifies and demodulates the modulated differential signal and outputs the amplified differential signal to the first output terminal and the second output terminal;
The differential amplifier circuit selects and amplifies the signals input to the first and second input terminals by the first selector to generate an output current, and the second selector converts the output current to the signal amplifying means 1. Alternatively, the number of signal amplifying units selected to be output to the first or second output terminal via the signal amplifying means 2 is N and the total value of currents that can be output from the N signal amplifying units is limited. and a circuit with <br/> second current source for supplying a current to the first current source and <br/> said second output terminal for supplying a current to said first output terminal,
In the N signal amplification units, the first selector selects the first input terminal, the second selector selects the first output terminal, and the first selector selects the second input terminal. The second selector has N signal amplification unit control signals for switching between the two states of the state 2 in which the second output terminal is selected,
The N signal amplification unit control signals periodically change in a first period,
The number of combined states 1 and 2 of the N signal amplification units is two or more patterns,

As the first and second current sources, M current source units having a function of selecting and outputting a current to the first and second output terminals by a third selector are provided.
Between the third selector and the first output terminal of the current source unit, there is a signal amplification means 3,
Between the third selector and the second output terminal of the current source unit, there is signal amplification means 4;
In the current source unit, the third selector has M current source unit control signals for switching between the state 3 in which the first output terminal is selected and the state 4 in which the second output terminal is selected. And
The M current source unit control signals periodically change in the second period,
The operational amplifier circuit characterized in that the number of combined states 3 and 4 of the M current source units is four or more patterns


前記第1の周期と第2の周期が等しい事を特徴とする請求項3から10のいずれかに記載の演算増幅回路 11. The operational amplifier circuit according to claim 3, wherein the first period is equal to the second period. 前記第1の周期と第2の周期が異なる事を特徴とする請求項3から10のいずれかに記載の演算増幅回路 11. The operational amplifier circuit according to claim 3, wherein the first period and the second period are different. 前記第1の周期と第2の周期が異なり、前記第1の周期と第2の周期の比率が自然数対自然数で表せる事を特徴とする請求項3から10のいずれかに記載の演算増幅回路 11. The operational amplifier circuit according to claim 3, wherein the first period and the second period are different, and a ratio of the first period and the second period can be expressed by a natural number to a natural number. 前記N個の信号増幅ユニットの状態1から状態2、状態2から状態1に遷移するタイミングと前記M個の電流源ユニットの状態3から状態4、状態4から状態3に遷移するタイミングが異なり同じタイミングで状態遷移が発生しない事を特徴とする請求項3から13のいずれかに記載の演算増幅回路
The timing of transition from state 1 to state 2 and state 2 to state 1 of the N signal amplification units differs from the timing of transition from state 3 to state 4 and state 4 to state 3 of the M current source units. The operational amplifier circuit according to claim 3, wherein no state transition occurs at the timing.
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